Військово-технічний збірник

Дослідження електромагнітної системи утримання міни в каналі ствола газодетонаційного міномета

Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

В роботі представлено результати дослідження електромагнітної системи утримання міни в каналі ствола газодетонаційного міномета. Для скорочення часу від виявлення цілі до її ураження запропоновано застосування газодетонаційного міномета з напівавтоматичною системою наведення в області прямої видимості цілі. Такий тип міномета забезпечить скорочення загального часу ураження цілі до 2-3 хвилин. Проведено аналіз впливу магнітного утримання міни на роботу газодетонаційного міномета. Утримання міни у каналі ствола на час формування газового метального заряду дозволяє зафіксувати об’єм заряду. Електромагнітна система утримання міни складається з електромагнітної котушки, магнітопроводу, джерела постійного струму з комутатором. Включення електромагнітної системи здійснюється безпосередньо перед пострілом для зменшення нагрівання котушки. Здійснено розрахунок сили утримання міни, на підставі якого обґрунтовано параметри електромагнітної системи утримання міни. За результатами експериментальних досліджень визначено залежність сили утримання міни від струму живлення електромагнітної системи. Розроблена динамометрична система вимірювання складалась з п’єзоелектричного вимірювача сили з пружиною, електроциліндра та тросового зчеплення. Проведено оцінка тиску, за якого відбувається відривання міни від електромагніта у стволі газодетонаційного міномета. Отримано, що потужність, яка споживається електромагнітною системою, складає близько 15 Вт, а за сили утримання 930-980 Н відрив міни розпочнеться за відносним тиском стисненого газового заряду, що дорівнює 0,15-0,2 МПа. За результатами вимірювань отримано падіння напруги на котушці у 2,36 В за струму 3 А.

Військовий “БАГГІ” – основний засіб забезпечення рухомості мобільних груп переднього краю

Василь Кохан , Роман Сідор — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Проведений аналіз конструкції і тактико-технічних характеристик (ТТХ) базових бойових колісних машин (БКМ) Збройних Сил України (ЗСУ), а також зразків спеціально-ударних колісних автомобілів іноземного виробництва. Розглянуто їх сфери використання, особливості експлуатації і тактичні можливості кожного зразку – як основних колісних транспортних засобів для швидкого транспортування, доставки (мобільних груп) і евакуації особового складу підрозділу, а також як засіб буксирування легких зразків озброєння, артилерійських систем.

Виконано порівняльну оцінку основних числових показників БКМ і колісних тактичних автомобілів з технічних, бойових, економічних питань, які спрямовані для вирішення основних логістичних і тактичних завдань, а саме в диверсійно - розвідувальних операціях, при організації засідок для боротьби з ворожою автомобільною, бронетанковою технікою і низьколітаючими повітряними цілями, а також у проведенні рейдових операцій по тилах ворога і у забезпеченні технічної підтримки при проведенні тактичної евакуації поранених з поля бою.

Метою роботи є порівняння основних показників (фінансово-економічних, тактико-технічних і бойових) військових тактичних колісних автомобілів-транспортерів особового складу механізованого підрозділу Збройних сил України і новітніх ультралегких тактичних автомобілів для спеціально-ударних операцій армії США як основного розробника і постачальника на ринок спеціалізованої техніки.

Метою дослідження є визначення найбільш перспективних зразків колісних бойових автомобілів, які зможуть відповідати вимогам Збройних Сил України і Силам спеціальних операцій (ССО) в умовам сучасної війни і майбутніх військових операціях.

Найбільш актуальні зразки після глибокої оцінки, тестування їх можливостей зможуть поповнити парк спеціально-ударних автомобілів через закупівлю або ж отримати фінансову допомогу, щоб втілити у життя ідеї і технічні рішення вітчизняних винахідників “баггі” за підтримкою Департаменту військово-технічної політики і розвитку озброєння і військової техніки Міністерства оборони України.

Удосконалена методика оцінювання бойових можливостей артилерії механізованої бригади

Ігор Науменко , Михайло Мокроцький , Роман Шостак — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Сьогодні виникла необхідність перегляду існуючих підходів щодо оцінювання бойових можливостей артилерії механізованої бригади у зв’язку зі змінами щодо порядку підготовки та ведення бою, новітніми процесами та процедурами об’єднаної вогневої підтримки.

Дане завдання вирішується шляхом удосконалення методики оцінювання бойових можливостей артилерії механізованої бригади.

У статті запропонована методика оцінювання бойових можливостей артилерії механізованої бригади за різних умов та обмежень щодо виконання вогневих завдань артилерійськими підрозділами механізованої бригади.

Особливості руху снаряда на завершальному етапі з надзвуковою швидкістю

Павло Ткачук , Лев Величко , Микола Войтович , Микола Сорокатий — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Однією з основних проблем під час вивчення руху снаряда в повітрі є визначення функціональної залежності сили лобового опору повітря від швидкості снаряда. В аналітичному вигляді залежність отримати доволі проблематично. Здійснюючи експериментальні дослідження, встановлюють дискретну залежність між значеннями числа Маха і коефіцієнтом опору для конкретного типу снаряда. На основі цих залежностей визначають значення величин сили лобового опору повітря, які використовують під час розв’язування задач зовнішньої балістики.

Авторами розроблена методика визначення функціональної залежності сили лобового опору повітря від швидкості снаряда, температури повітря, атмосферного тиску та деяких інших чинників, базуючись на розв’язку оберненої задачі динаміки. Проведені експериментальні дослідження вказують, що існує три різних етапи поведінки сили лобового опору повітря – при русі снаряда з надзвуковою, підзвуковою та дозвуковою швидкостями. Тому визначають функціональну залежність сили лобового опору повітря рухові снаряда окремо для руху з надзвуковою, підзвуковою та дозвуковою швидкостями. У таблицях стрільб вказані дискретні залежності між кутом прицілювання та дальністю лету снаряда. Визначальний вплив на динаміку снаряда відіграють сила лобового опору повітря, вага снаряда і Коріолісова сила. Оскільки відомі величини і напрямки дії ваги снаряда та Коріолісової сили, напрямок сили лобового опору, то розв’язуючи обернену задачу механіки, визначають величини сили лобового опору повітря. Проте особливістю руху снаряда на завершальних етапах з підзвуковою або надзвуковою швидкостями, які зростають, є те, що виникає додаткова сила бічного тиску повітря. Вона ініційована змінним значенням вектора швидкості звуку в передній частині снаряда. У результаті проведених математичних досліджень встановлено: сила бічного тиску повітря скерована перпендикулярно до напрямку швидкості снаряда в середину його траєкторії; визначено величину її середнього значення; встановлено, що її величина залежить від напрямку швидкості та висоти переходу швидкості снаряда з дозвукової на підзвукову. Наведено графіки траєкторії руху снаряда та швидкості, якщо на завершальному етапі руху його швидкість зростаюча підзвукова і надзвукова. Здійснено порівняння кінематичних параметрів руху снаряда, визначених методом, запропонованим авторами, з результатами, наведеними в таблицях стрільб, та вказано на певні їх розбіжності.

Математичне моделювання бойових дій на двох ділянках зіткнення з використанням динамічного програмування і пакета символьної математики Wolfram Mathematica

Олександр Фурсенко , Наталія Черновол , Галина Антоненко — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Робота присвячена важливій проблемі моделювання бойових дій на різних ділянках зіткнення з можливістю перерозподілу бойових ресурсів в ході бою. Сформульована задача динамічного програмування з функцією цілі як функцією втрат супротивника, що визначаються за допомогою системи диференціальних рівнянь Ланчестера в умовах “високоорганізованого” бою, потребує використання однієї з систем комп’ютерних обчислень. В роботі за допомогою пакета Wolfram Mathematica наводиться комп’ютерна реалізація та приклади розв’язання задачі знаходження оптимальної кількості бойових одиниць, яку має розподілити перша сторона в початковий момент часу і ще в деякий наступний момент часу по двох ділянках зіткнення з метою завдати максимальних втрат другій стороні (противнику) до певного заданого подальшого моменту часу. Зроблено аналіз результатів розв’язання прикладів.

Вплив корозійно-активних неметалевих включень на пришвидшене руйнування внутрішньої поверхні ствола танка Оплот-М

Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Проаналізовано металографічні особливості експлуатаційної пошкодженості внутрішньої поверхні ствола танка Оплот-М. Встановлено, що з переміщенням від патронника до зрізу ствола кількість та розмір пошкоджень зменшується, що пов’язано з розподілом тисків робочих газів, температурою та агресивністю середовищ. Показано, що пошкодження розміщені по внутрішній поверхні хаотично, і характер їх руйнування має корозійне іх корозійно-механічне походження. Локальний аналіз їх хімічного складу виявив великий вміст кисню, що свідчить про утворення оксидно-гідроксидних сполук. Досліджено поверхневі шари ствола і встановлено, що на поверхні формується «білий» шар, товщиною ~50 мкм і мікротвердістю 930 кг/мм², структура внутрішнього шару сталі ствола – троостит (НВ 225 кг/мм²).

Досліджено вплив корозійно-активних неметалевих включень (КАНВ) на руйнування поверхні ствола зі сталі 38ХН3МФА. Показано, що більш чутливими до зміни технічного стану сталі внаслідок деградації є дослідження корозійної тривкості, мікроелектрохімічної гетерогенності та на ударну в’язкість сталі. Встановлено, що присутність КАНВ у структурі сталі призводить до зростання струмів корозії у ~4 рази і мікроелектрохімічної гетерогенністі, зокрема, неперіодичні піки потенціалів становлять 50-70 і 200-230 мВ. Через вплив водопровідної води на поверхні сталі зафіксували корозійні виразки округлої форми і розміром 50-80 мкм, які сприяють локальній корозії сталі. Аналіз зламів сталі виявив, що включення круглої форми розміром 3-5 мкм містять домішки шкідливих елементів Al, Mg, F, які пришвидшують локальну корозію на поверхні сталі танкового ствола. Показано, що дослідження зламів, а не шліфів зразків, дає можливість оцінити не тільки розміри та густину включень, а й їх хімічний склад.

Сучасні методи і засоби технічної діагностики артилерійського озброєння та перспективи їх розвитку

Юрій Шабатура , Олександр Поповченко — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

У статті виконано аналіз доступних вітчизняних та зарубіжних досліджень, присвячених розвитку та вдосконаленню методів діагностування технічного стану артилерійського озброєння. Розглянуто існуючі пристрої для забезпечення вимірювання, огляду, оцінки та контролю його технічного стану. Проведено систематизацію, узагальнення та доповнення відомих методів та засобів. Визначено основні можливості, переваги та недоліки, відомих методів, а також перспективні напрями для проведення подальшого дослідження.

Встановлено, що переважна більшість проведених досліджень спрямована виключно на діагностування технічного стану ствола гармати. У проаналізованих роботах відсутній розгляд можливостей застосування використаних методів для комплексного оцінювання технічного стану артилерійського озброєння в цілому, що дозволяє поставити нову та актуальну науково-технічну задачу.

Явна форма модифікованої моделі матеріальної точки у сферичній системі координат

Роман Бубенщиков — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Рух снаряда можна описати однією з трьох математичних моделей, які відрізняються одна від одної в основному рівнем складності і відповідно рівнем адекватності реальному процесу руху снаряда в повітрі. Основу математичних моделей, які характеризують просторовий рух снаряда, складають диференціальні рівняння. Представлена модифікована модель матеріальної точки як математична модель польоту снаряда, що рухається в повітрі; в якості складових головного вектора діючих сил враховано складові повної аеродинамічної сили – силу лобового опору та підіймальну силу, силу Магнуса. В диференціальних рівняннях модифікованої моделі матеріальної точки додатково враховується обертальний рух снаряда навколо його осі симетрії, а також нутаційні коливання снаряда. Показано, що практичне застосування модифікованої моделі матеріальної точки обмежується наявністю неявного звичайного диференціального рівняння. Так, кут нутації, в модифіковані моделі матеріальної точки, залежить від прискорення польоту снаряда, що приводить до диференційного рівняння, що визначається неявною функцією. Неявне диференційне рівняння визначає похідну як неявну функцію, тобто рівняння не розв’язане відносно похідної. Це робить модифіковану модель матеріальної точки такою, що складно розв’язується. В статті розкриті процедури перетворення системи диференціальних рівнянь модифікованої моделі матеріальної точки до явного вигляду, що дозволяє розв’язати їх на основі стандартних чисельних методів. Отримана замкнута система диференціальних рівнянь за траєкторними параметрами польоту снаряда, а також система алгебраїчних рівнянь для кутів нутації снаряда, які представлені в сферичних системах координат.

Дослідження можливостей підвищення ефективності виявлення безпілотних літальних апаратів

Богдан Волочій, Володимир Онищенко, Леонід Озірковський , Василь Хахула — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Розглядаються варіанти формування радіоелектронних комплексів виявлення БпЛА з використанням в їх складі радіолокаційної, оптико-електронної, тепловізійної та акустичної систем із заданими значеннями показників ефективності при автономному їх застосуванні. Показані результати порівняння ефективності восьми варіантів формування радіоелектронних комплексів для виявлення БпЛА типу «Ланцет», «Shahed-136» та «Куб». В цих варіантах розглянуто два радіоелектронних комплекси, в яких передбачено поєднання 3 систем і 6 радіоелектронних комплексів, в яких передбачено поєднання двох систем. Для оцінювання ефективності радіоелектронного комплексу виявлення безпілотних літальних апаратів одного типу використано показник «ймовірність виявлення БпЛА». Для визначення показника ефективності запропонована дискретно-неперервна стохастична модель експлуатаційної функційної поведінки радіоелектронного комплексу в складі радіолокаційної, оптико-електронної або тепловізійної та акустичної систем із заданим алгоритмом його функціонування. Показано розроблення ймовірнісного графа станів і переходів, на основі якого сформована стохастична модель експлуатаційної функційної поведінки радіоелектронного комплексу виявлення БпЛА у вигляді системи диференціальних рівнянь Колмогорова - Чепмена. Для оцінювання підвищення ефективності створюваних радіоелектронних комплексів виявлення БпЛА використано відношення значень ймовірності невиявлення БпЛА одною системою при автономному її застосуванні і ймовірності невиявлення БпЛА створюваним радіоелектронним комплексом.

Синтез мобільної логоперіодичної вібраторної антени для діапазону частот 40–500 МГц

Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Синтезовано мобільну логоперіодичну вібраторну антену (далі – мобільна ЛПА) для роботи з широкосмуговими сигналами в діапазоні частот 40–500 МГц. Проведено розрахунок геометричних розмірів антени. За допомогою програмного продукту MMANA-GAL проведено розрахунок діаграми направленості антени та визначено основні її технічні характеристики (вхідний опір, коефіцієнт стоячої хвилі, коефіцієнт направленої дії). Розглянуто особливості конструктивної побудови синтезованої антени, особливості її розгортання на місцевості, згортання у транспортне положення та експлуатації. Під час проведення експериментальних випробувань визначено час розгортання антени та час її згортання у транспортне положення. Проведено порівняльний аналіз кількісних і якісних показників синтезованої мобільної ЛПА з її аналогами.

Часткова методика визначення відносних персональних показників характеристик комплектів розмінування

Володимир Корольов, Олексій Агеєв — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

На основі аналізу існуючих підходів щодо моделювання процесів розмінування, використання комплектів розвідки та розмінування місцевості, для визначення варіанта комплекту, необхідно не тільки порівняльне оцінювання їх параметрів, а ще і визначення відносних персональних показників характеристик цих комплектів. Для їх визначення застосовано метод експертних оцінок, а саме ранжування. Визначення значущості відносних персональних показників характеристик комплектів розмінування може спричинити деякі проблеми, які великою мірою залежить від індивідуальних навичок та досвіду експерта. Відсутність стандартизованих метрик щодо загальноприйнятих стандартів до комплектів розвідки та розмінування місцевості може ускладнювати порівняння показників між різними експертами. Відсутність чіткої методології може призвести до неоднозначності та непередбачуваності в оцінці.

У статті подано часткову методику відносних значень персональних показників характеристик комплектів розмінування з використанням методу експертних оцінок. Запропонована часткова методика дозволяє визначити коефіцієнти відносних персональних показників характеристик комплектів розмінування. На основі наведених у дослідженні теоретичних положень запропоновано методику обробки результатів опитування експертів. Наприкінці отримані числові значення коефіцієнтів відносних персональних показників для типового комплекту розмінування та сформульований напрям подальших досліджень.

Проблеми моделювання елементів з пам'яттю форми озброєння військової техніки

Андрій Шандрівський, Сергій Королько, Василь Смичок — Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Матеріали з ефектом пам'яті форми використовується в різних областях, включаючи військову техніку, для створення засобів з автономними або вдосконаленими властивостями. Особливо він може бути корисним у елементах конструкцій, які здатні до самовідновлення після деформацій або пошкоджень в результаті вибуху, ударів чи інших навантажень, що виникають при проведенні військових операцій. Сплави з пам'яттю форми (СПФ) − це матеріали, які мають здатність запам'ятовувати та відновлювати накопичену деформацію за певних умов. Це робить їх особливо корисними при проєктуванні та створенні частин різноманітних пристроїв.

В статті розглянуто питання врахування зміщення характеристичних температур під впливом зовнішнього навантаження сплавів з пам'яттю форми (СПФ) в термінах синтезної теорії незворотної деформації та запропоновано нелінійну формулу для знаходження характеристичних температур металів з пам'яттю під час навантаження. Отримане співвідношення використане для знаходження частки нової фази і для швидкості утворення нової фази як функції від величини зовнішнього навантаження, швидкості навантаження, абсолютної температури, швидкості зміни температури і характеристичних температур в термінах ефективної температури. Отримані співвідношення плануються застосувати до розрахунку складного температурно-силового впливу на рухомі елементи маніпуляторів, актуаторів і сенсорів, які виготовлені із СПФ і мають застосування в озброєнні військової техніки.

Хімічні сенсори на безпілотних літальних апаратах: перспективний напрямок пошуку мінно-вибухових пристроїв

Thu, 28 Dec 2023 00:00:00 +0200

Підвищення ефективності протимінного захисту військ, вчасне виявлення та позначення на місцевості мінно-вибухових пристроїв, оперативне інформування особового складу підрозділів, що діють у цьому районі, пошук методів та засобів, що збільшують надійність пошуку та знижують рівень помилкових виявлень, можливої ідентифікації та позначення мін (вибухонебезпечних предметів), є надзвичайно актуальними і, зважаючи на масштаби розмінувань, що необхідно буде здійснити на території України після завершення бойових дій, – перспективними завданнями. Досягнути цього можна за допомогою запровадження сучасних, надійних, ефективних, дистанційних методів і засобів пошуку, виявлення, ідентифікації та позначення мінно-вибухових пристроїв, що працюють в режимі реального часу з доволі високою швидкодією. Мета дослідження – обґрунтування необхідності використання хімічних модулів (обладнаних набором хімічних сенсорів), встановлених на безпілотні літальні апарати для проведення інженерно-розвідувальних дій з пошуку, виявлення та позначення мінно-вибухових пристроїв. Встановлено, що поєднання безпілотних літальних апаратів мультироторного типу з відповідним хімічним модулем переважатиме інші засоби розвідки мінно-вибухових пристроїв (загороджень), що знаходяться на озброєнні, та відповідатиме таким критеріям, як мобільність, швидкість (оперативність), чутливість, достовірність, вибірковість, надійність, стабільність. Необхідно до складу хімічного модуля включати різні відповідні сенсори, що доповнюватимуть один одного і охоплюватимуть весь спектр вибухових речовин, що використовуються для спорядження мін та вибухонебезпечних предметів. Перспективними є хімічні сенсори, що працюють за принципом пригнічення флуоресцентного випромінювання парою вибухової речовини. Ефективність розмінування за допомогою безпілотних літальних апаратів з хімічним модулем буде залежати від ймовірності потрапляння у зону дії хімічного модуля парів вибухових речовин та ймовірності виявлення мінно-вибухових пристроїв. Водночас обладнання безпілотних літальних апаратів, призначених для ведення інженерної розвідки не лише хімічним модулем, але й іншими, додатковими датчиками для виявлення мін (вибухонебезпечних предметів) за вторинними ознаками дозволить збільшити надійність пошуку та виявлення мінно-вибухових пристроїв.